一种冻融稳定型生物改性淀粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种冻融稳定型生物改性淀粉及其制备方法，属于生物改性淀粉领域。本发明专利技术采用淀粉分支酶和4,6

【技术实现步骤摘要】
一种冻融稳定型生物改性淀粉及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种冻融稳定型生物改性淀粉及其制备方法，属于淀粉生物改性领域。

技术介绍

[0002]淀粉具有廉价易得、可再生、安全无毒等优点，被广泛应用于许多食品中，是食品工业中最重要的食品原辅料和添加剂之一。例如，淀粉可在各种即食预加工和冷冻产品中用作增稠剂或胶凝剂。然而，天然淀粉经糊化后以凝胶的形式贮藏于低温条件(T≤0℃)时，淀粉凝胶中淀粉分子与水分子聚集，凝胶体系中形成冰晶；当解冻时，在升温过程中淀粉凝胶的持水能力减弱，淀粉分子相互缔合，导致淀粉凝胶发生相分离，部分游离水会从已形成的凝胶网络体系中析出，导致脱水收缩。冷冻食品从生产、储存、运输、配送、销售到最终消费需要较长的时间，可能会受到一系列温度波动的影响，并经历反复的冻融过程。当在重复冻融循环期间的温度波动加速了富含淀粉相中淀粉分子的回生，从而增强了食物基质中的相分离，食品的微观结构、质地和其他物理化学性质可能会发生很大变化。解冻后，食物基质中的冰晶融化，导致食品脱水，影响产品的整体感官质量和保质期。因此，提升淀粉的冻融稳定性对保证产品整体感官质量、延长保质期等具有积极意义。
[0003]目前，以经改性的淀粉替代完全或部分替代天然淀粉是提升淀粉凝胶冻融稳定性的可靠手段。国内外大多采用化学法，如酯化、交联、醚化等对淀粉进行改性，在淀粉分子中引入新基团，增大分子间的空间阻碍，减少分子间氢键数量以提高其冻融稳定性。相较于化学手段，酶法改性具有底物的选择性高、产物特异性高、反应条件温和、产量高和纯化要求低、化学试剂残留少等优点，所得产物更具安全性和环保价值。
[0004]虽然通过生物酶对淀粉进行改性取得了一定的成果与理论基础，但目前仍不确定基于糖苷键重构的生物改性技术能有效调控淀粉的冻融稳定性，且缺乏目标导向、效果明确的淀粉分子改造方法，技术水平与此研究方向的广阔应用前景不相匹配。
[0005]因此，为更好提升淀粉的冻融稳定性，提高其应用价值，亟需探索一种合适的淀粉酶法改性手段为相关领域的应用与进一步发展提供了技术支持与方向指导。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术在传统淀粉生产工艺基础上，引入生物酶(淀粉分支酶、4,6
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α
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葡萄糖基转移酶等)。通过生物酶催化淀粉分子中α
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1,4糖苷键的断裂，产生具有非还原末端的短链，经转糖苷作用将切割下的短链以α
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1,6糖苷键的形式连接于受体链上，形成α
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1,6
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分支点。通过生物酶改性手段催化α
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1,4糖苷键向α
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1,6糖苷键的转变，以增加淀粉分子的分支度，从而增强淀粉分子的冻融稳定性，提高了淀粉的商品价值。
[0007]本专利技术的第一个目的是提供一种冻融稳定性型生物改性淀粉及其制备的方法，所述方法包括在淀粉中添加淀粉分支酶、4,6
‑
α
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葡萄糖基转移酶进行处理。
[0008]在本专利技术的一种实施方式中，所述淀粉制备还包括喷雾干燥步骤。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，所述方法具体为：
[0010](1)调浆：在水中加入淀粉，搅拌均匀后，加热并保温10～20min，然后调节pH，得到淀粉乳；
[0011](2)糖苷键重构：向淀粉乳中加入淀粉酶进行反应；
[0012](3)洗涤：反应结束后，洗涤淀粉，除去杂质；
[0013](4)干燥：将洗涤后的淀粉干燥并粉碎，制得冻融稳定型生物改性淀粉；
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述(1)中淀粉为普通玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉中的一种或几种。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，所述的淀粉乳中淀粉浓度为35wt％～45wt％。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，所述加热并保温是指将淀粉乳加热到40～65℃并维持10～20min。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述调节pH是指将pH调节至5.0～7.0。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述淀粉酶为淀粉分支酶和/或4,6
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α
‑
葡萄糖基转移酶。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述淀粉酶包括Geobacillus thermoglucosidans来源的淀粉分支酶；Rhodothermus obamensis STB05来源的淀粉分支酶；Lactobacillus reuteri来源的4,6
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α
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葡萄糖基转移酶；Exiguobacterium sibiricum来源的4,6
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α
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葡萄糖基转移酶。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述酶的添加量为10～500U/g干基淀粉。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述反应的温度为40～65℃，反应的时长为2～24h。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)所述洗涤为用水离心洗涤2～3次，转速为2000～5000r/min。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)所述干燥的方法为鼓风干燥、真空干燥、冷冻干燥、滚筒干燥中的一种或多种，干燥后淀粉水分含量为10％～15％；所述粉碎为粉碎至淀粉细度80～120目。
[0024]本专利技术利用上述方法制备得到的一种冻融稳定型生物改性淀粉。
[0025]本专利技术的第二个目的是将上述方法制备得到的冻融稳定型生物改性淀粉应用到冷冻食品中。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术利用生物酶法改性淀粉制备冻融稳定型生物改性淀粉，原料易得，工艺简单，操作方便，产物得率高。利用淀粉分支酶或4,6
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α
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葡萄糖基转移酶改性淀粉，不引入其他化学基团，也不产生其他类型的糖苷键，仅发生淀粉分子内部α
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1,4糖苷键和α
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1,6糖苷键的重组装，因此产物安全性高，为清洁标签淀粉产品的开发提供了一种绿色低碳、节能降耗、环境友好的新思路和手段。并且本专利技术利用生物酶法改性淀粉制备冻融稳定型生物改性淀粉的经五次冻融循环析水率可以在8％以下，甚至可以接近现有化学改性淀粉的冻融稳定性。
thermoglucosidans来源的淀粉分支酶后，其冻融稳定性显著增强。当淀粉分支酶作用时间增加至12h以上时，淀粉冻融稳定性差别较小，且增加了生产成本。
[0046]对照A代表未经处理的淀粉原料；
[0047]对照B代表缺少步骤(2)中加入淀粉分支酶环节所生产得到的淀粉。
[0048]表2淀粉分支酶作用时间对淀粉α
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1,6糖苷键含量、平均聚合度和冻融稳定性的影响
[0049][0050]注：5FTC：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻融稳定型生物改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)调浆：在水中加入淀粉，搅拌均匀后，加热并保温10～20min，然后调节pH，得到淀粉乳；(2)糖苷键重构：向淀粉乳中加入淀粉酶进行反应；(3)洗涤：反应结束后，洗涤淀粉，除去杂质；(4)干燥：将洗涤后的淀粉干燥并粉碎，制得冻融稳定型生物改性淀粉；所述淀粉酶为淀粉分支酶和/或4,6
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α
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葡萄糖基转移酶。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)所述淀粉为普通玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述的淀粉乳中淀粉浓度为35wt％～45wt％。4.根据权利要求1～3任一项所述方法，其特征在于，步骤(2)所述淀粉酶包括Geobacillus thermoglucosidans来源的淀粉分支酶；Rhodothermus obamensis STB05来源的淀粉分支酶；Lactobacillus reuteri来源...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔昊存，吴昆蓉，李才明，李兆丰，顾正彪，班宵逢，洪雁，程力，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：